대기압

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대기압(大氣壓)은 공기의 무게 때문에 생기는 지구 대기의 압력이다.

1643년에 이탈리아의 수학자이며 물리학자인 토리첼리의 실험을 통하여 기압이 측정되었다. 그는 한 끝이 막혀 있는 1입방 센티미터 정도의 단면적을 가지는 1m 정도 길이의 수은을 가득 채운 유리관을 수은이 담긴 그릇 안에 거꾸로 세웠을 경우, 유리관 내의 수은 기둥이 그릇에 담긴 수은 평면에서 약 76 cm 높이가 되는 곳까지 내려오면서 그 윗 부분에 진공 상태가 만들어 지는 것을 이 실험에서 목격하였다. 이것은 아래 그릇의 수은 표면에 작용하고 있는 대기압에 의해 관 속의 수은주가 지지되고 있다는 것을 뜻한다. 역설적으로, 대기는 대략 1입방 센티미터의 단면적을 가진 높이 약 760 mm의 수은의 무게와 동일한 압력을 유리관 속의 수은면에 주고 있다는 것을 알 수 있다. 이후, 이 실험을 통해서 얻어진 760 mm의 수은 (Hg) 기둥의 높이를 1 기압의 표준으로 삼았다.

참고로, 수은의 비중은 13.6 정도 이므로, 1의 비중을 가진 물에 비교한다면, 760 mm의 수은의 무게가 주는 압력은 10여 미터 정도의 물기둥의 무게가 주는 압력과 동일하다. 이 것은 우리가 일상적으로 받는 1 기압의 압력은 10 m 정도의 물기둥을 어깨에 이고 있는 상태에서 받는 압력과 매우 비슷하다는 뜻이다. (만약 우리가 해수면 기준으로 수중 10 m의 물 속에 들어간다면 대기중의 1 기압과 10 m 물 속의 수중 압력 (1 기압 가량이다)이 합쳐져서 약 2 기압의 압력을 받게된다)

기압이 높아지면 이 수은주는 밀려 올라가므로 높아지고, 기압이 낮아지면 수은주는 내려간다. 그러므로 이 수은주의 높이를 재서 기압을 측정한다.

1 기압 = (1 atm) = 760 mmHg

여기서 1 mmHg는 1 토르 (Torr)라고도 하는데, 이 것은 토리첼리의 이름을 따서 만든 단위이다.

1 기압 = (1 atm) = 760 mmHg = 760 Torr

초기에 대기압의 연구를 한 사람은 토리첼리와 블레즈 파스칼이 유명하며, 유체 및 기체의 힘과 압력의 상관 관계를 연구한 파스칼의 이름을 따서 만든 Pa (파스칼)도 대기압 측정에 쓰여지는 중요 단위이다. 1 파스칼은 1 ㎡의 면적에 1 N(뉴턴)의 힘을 받을 때의 압력의 단위이다. 하지만 Pa (파스칼)은 그 단위 크기가 너무 작기 때문에 대기 기상 연구에서는 그 100배 단위인 hPa (헥토파스칼)이 쓰여진다.

그러므로, 기압의 단위로는 초기에는 ㎜Hg 단위와 Torr가 쓰였으나, 1946년 이후 통일되어진 기압의 단위로서 밀리바 (mb)를, 그리고 현재에는 hPa을 주로 쓰고 있다. (1 mb는 1 바 (bar)의 1,000분의 1로서 1㎡의 넓이에 100 뉴턴(N)의 힘이 가해질 때의 적용되는 압력을 말하며, 1 헥토파스칼과 같다.)

1 hPa = 1 mb＝1/1000 bar＝100 N/㎡＝0.75 mmHg

1기압 = 1 atm = 76 cmHg = 760 mmHg = 1013.25 hPa

1,000 hPa = 750.06 mmHg